近半年來(lái)，幾乎每隔幾天，大連理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱大工）航空航天學(xué)院教授于曉洲就要跑一趟北京。
5月10日，由該校航空航天學(xué)院微納衛(wèi)星與電推進(jìn)團(tuán)隊(duì)研制的大連1號(hào)-連理衛(wèi)星（以下簡(jiǎn)稱大連1號(hào)）搭載天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船，由長(zhǎng)征七號(hào)遙七運(yùn)載火箭成功發(fā)射入軌。
【資料圖】
就在這幾天，距離地球幾百公里外的太空，大連1號(hào)組合體已經(jīng)開始發(fā)回?cái)?shù)據(jù)。作為衛(wèi)星總指揮，于曉洲前往北京的目的就是與相關(guān)單位一同確保衛(wèi)星系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)正常。
“大連1號(hào)不僅是大工發(fā)射的第一顆衛(wèi)星，也是遼寧省發(fā)射的第一顆衛(wèi)星，我們希望能最大限度發(fā)揮它的價(jià)值。”接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)，于曉洲這樣說(shuō)。
“不能在時(shí)間上領(lǐng)先，技術(shù)上就做到最好”
對(duì)于曉洲來(lái)說(shuō)，衛(wèi)星發(fā)射并不陌生。在其他高校工作時(shí)，他已經(jīng)主持發(fā)射過(guò)多顆衛(wèi)星。即便如此，當(dāng)2019年接到時(shí)任大工校長(zhǎng)郭東明和大工航空航天學(xué)院院長(zhǎng)夏廣慶的邀請(qǐng)，來(lái)到大工參與大連1號(hào)的研發(fā)時(shí)，他的心情依然很激動(dòng)。
“因?yàn)楹臀乙郧把兄频男l(wèi)星相比，大連1號(hào)將會(huì)采用更多新技術(shù)，對(duì)我個(gè)人來(lái)說(shuō)，這是一次機(jī)遇與挑戰(zhàn)。”他說(shuō)。
作為衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師，夏廣慶告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，大連1號(hào)使用了一臺(tái)高分辨率多光譜相機(jī)。“作為一顆20公斤級(jí)的微納衛(wèi)星（一般指質(zhì)量在1~100公斤之間的衛(wèi)星），大連1號(hào)可以在軌全色譜段實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)分辨率，并用于對(duì)地觀測(cè)。這在國(guó)際上都是不多見的?！?/p>
此外，與傳統(tǒng)衛(wèi)星姿態(tài)與軌道控制動(dòng)力系統(tǒng)采用的推進(jìn)劑不同，這顆衛(wèi)星使用的新型推進(jìn)系統(tǒng)既可以大幅提升衛(wèi)星在軌快速機(jī)動(dòng)能力，還具有無(wú)毒、能量高、功耗低、可預(yù)包裝等特點(diǎn)。
于曉洲介紹說(shuō)，以往由于缺少適用于微納衛(wèi)星的國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)，制約了我國(guó)微納衛(wèi)星的發(fā)展。2021年，國(guó)內(nèi)多家航天研制單位聯(lián)合開發(fā)了一系列基于OpenHarmony的高性能微納衛(wèi)星單機(jī)。如今，OpenHarmony經(jīng)過(guò)二次開發(fā)，構(gòu)建出適用于航天的國(guó)產(chǎn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。大連1號(hào)便首次采用了國(guó)產(chǎn)芯片運(yùn)行OpenHarmony操作系統(tǒng)，大幅提高了衛(wèi)星的可靠性與實(shí)時(shí)性。
讓于曉洲激動(dòng)的另外一個(gè)原因，是此舉可以為大工人圓一個(gè)屬于他們自己的“航天夢(mèng)”。
據(jù)夏廣慶介紹，在啟動(dòng)大連1號(hào)的研制工作之前，大工從來(lái)沒有進(jìn)行過(guò)衛(wèi)星整體研發(fā)方面的探索。做了幾十年衛(wèi)星動(dòng)力系統(tǒng)研究的夏廣慶，面對(duì)近些年國(guó)外以SpaceX為代表的科技力量對(duì)于衛(wèi)星動(dòng)力系統(tǒng)的巨大需求，萌生出一個(gè)念頭——我們?yōu)槭裁床荒茏约鹤鲆活w高水平的衛(wèi)星呢？
彼時(shí)，國(guó)內(nèi)高校發(fā)射衛(wèi)星已經(jīng)不算是太新鮮的事情，一些高校早已經(jīng)“捷足先登”。于是，從研發(fā)之初，大連1號(hào)的性能要求就被提到了一個(gè)很高的位置。正如于曉洲所言，“既然在時(shí)間上不能領(lǐng)先，就要在技術(shù)實(shí)力上做到最好”。
2019年，大連理工大學(xué)投入建設(shè)了“先進(jìn)微納衛(wèi)星技術(shù)學(xué)科交叉研究平臺(tái)”，并不斷加大支持力度，形成了一個(gè)平均年齡37歲的衛(wèi)星研發(fā)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。而隨著衛(wèi)星研發(fā)工作的推進(jìn)，他們慢慢發(fā)現(xiàn)，自己所收獲的遠(yuǎn)不止一顆衛(wèi)星這么簡(jiǎn)單。
“帶著使命感去做事情”
雖然已經(jīng)開始發(fā)回?cái)?shù)據(jù)，但大連1號(hào)目前還沒有真正被“放入太空”。
“大連1號(hào)是由天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船帶入太空的，但目前仍搭載在貨運(yùn)飛船外側(cè)。根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)需求，它需要選擇合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行在軌釋放。”大工航空航天學(xué)院副教授鹿暢告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
值得一提的是，之所以采用貨運(yùn)飛船搭載的方式發(fā)射，是因?yàn)榇饲把芯繄F(tuán)隊(duì)成功申請(qǐng)到一個(gè)免費(fèi)搭載的資格，這使得衛(wèi)星的研制發(fā)射成本被大大縮減。但同時(shí)，他們也要為此付出一定的“代價(jià)”。
“貨運(yùn)飛船工作人員對(duì)于衛(wèi)星嚴(yán)謹(jǐn)?shù)浇跤诳量痰墓ぷ鲬B(tài)度，即便是我這個(gè)‘過(guò)來(lái)人’都感到很吃驚?！庇跁灾拚f(shuō)，大家會(huì)把每個(gè)過(guò)程都細(xì)化，每一步都需要詳細(xì)的方案考慮各種場(chǎng)景與情況，即便只是使用一次吊車，都要進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃并填寫相關(guān)文件。
“可以說(shuō)，在此次衛(wèi)星研制工作中，我和我的學(xué)生得到的最大收獲，就是這種遠(yuǎn)超一般飛行任務(wù)的嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真精神的熏陶。”于曉洲說(shuō)。
這種感覺并不是于曉洲獨(dú)有的。在記者采訪過(guò)程中，多位參與其中的學(xué)生都表達(dá)了類似感受。比如該校航空航天學(xué)院研究生徐楊便直言，她印象最深的事情就是為了滿足天舟飛船嚴(yán)格的搭載要求，研發(fā)團(tuán)隊(duì)要針對(duì)很多以前沒有引起重視的問(wèn)題，開展數(shù)次多方參與的評(píng)審會(huì)。
“由于衛(wèi)星要搭載天舟貨運(yùn)飛船并長(zhǎng)期在軌，在這方面團(tuán)隊(duì)幾乎沒有什么經(jīng)驗(yàn)可參考，所以每次評(píng)審會(huì)，我們的方案都要被仔細(xì)推敲，遭遇各種提問(wèn)甚至是質(zhì)疑。會(huì)后，我們要針對(duì)這些問(wèn)題一一找出解決方案?！毙鞐钫f(shuō)，這個(gè)過(guò)程還伴隨著時(shí)間緊迫、多單位協(xié)調(diào)等各種困難?！暗罱K，這些問(wèn)題在團(tuán)隊(duì)的努力下被全部解決?！?/p>
“航天任務(wù)只有一次機(jī)會(huì)，要依靠整個(gè)團(tuán)隊(duì)的配合完成，每一項(xiàng)工作、每一個(gè)步驟都關(guān)乎任務(wù)的成敗。每個(gè)人的工作都影響整個(gè)團(tuán)隊(duì)，不能因?yàn)樽约旱氖д`與大意導(dǎo)致團(tuán)隊(duì)成員的努力付之東流?！眻F(tuán)隊(duì)成員、該校航空航天學(xué)院研究生王鈺淞說(shuō)，“所以，要帶著使命感去做事情?！?/p>
為學(xué)?！佰彸鲆粭l路”
作為大工乃至遼寧省首顆發(fā)射的衛(wèi)星，大連1號(hào)的成功發(fā)射無(wú)疑為大工的衛(wèi)星研制和發(fā)射工作開了一個(gè)好頭。根據(jù)規(guī)劃，未來(lái)他們還將繼續(xù)研制新的衛(wèi)星，不過(guò)新衛(wèi)星卻不一定全部要走“高端路線”。
據(jù)于曉洲介紹，未來(lái)對(duì)于衛(wèi)星的研發(fā)，他們將采取“兩條腿走路”的方式?！耙簿褪钦f(shuō)，一方面我們會(huì)集中科研力量，研發(fā)更高端的科研衛(wèi)星；另一方面會(huì)組織學(xué)生作為研發(fā)主體，研制一些以鍛煉學(xué)生科研和動(dòng)手能力為主要目的的教學(xué)衛(wèi)星?！?/p>
事實(shí)上，在大連1號(hào)的研發(fā)過(guò)程中，大工的學(xué)生便參加了由中國(guó)宇航協(xié)會(huì)和國(guó)際宇航聯(lián)合會(huì)共同發(fā)起的世界大學(xué)生立方星挑戰(zhàn)賽。比賽中，學(xué)生們從大連1號(hào)的研發(fā)中吸取經(jīng)驗(yàn)，一舉獲得了該項(xiàng)賽事的特等獎(jiǎng)。
“作為特等獎(jiǎng)的獎(jiǎng)勵(lì)，中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院將為我們提供一次免費(fèi)發(fā)射微納衛(wèi)星的機(jī)會(huì)。我們下次發(fā)射的經(jīng)費(fèi)問(wèn)題已經(jīng)解決了。”夏廣慶笑著說(shuō)。
“因?yàn)閷?duì)于高校，特別是有飛行器設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的高校而言，提升學(xué)生們對(duì)飛行器的總體認(rèn)知是人才培養(yǎng)工作的重要內(nèi)容，而微納衛(wèi)星具有一般衛(wèi)星的多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)。”夏廣慶表示，這就決定了其在高校相關(guān)人才培養(yǎng)方面能夠發(fā)揮重要作用。
此外，由于具有多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)，以大連1號(hào)為代表的微納衛(wèi)星研發(fā)自然會(huì)形成一個(gè)吸引多學(xué)科參與的平臺(tái)。事實(shí)上，在規(guī)劃中，大工航空航天學(xué)院衛(wèi)星研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)考慮在校內(nèi)外擴(kuò)大學(xué)科參與的廣度和深度。
“大連1號(hào)的成功發(fā)射固然重要，但我們更希望借此為學(xué)校的學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)蹚出一條路?！毕膹V慶說(shuō)。
眼下，于曉洲正計(jì)劃成立一個(gè)學(xué)生俱樂(lè)部或社團(tuán)，使對(duì)衛(wèi)星研發(fā)有興趣的學(xué)生更方便地參與其中。他希望最終能在大工形成一種衛(wèi)星研發(fā)的文化傳承。
“如果讓學(xué)生們自己動(dòng)手做，最終是否成功并不重要，重要的是這一過(guò)程對(duì)學(xué)生的鍛煉。如果能借此培養(yǎng)出一批我國(guó)衛(wèi)星研發(fā)領(lǐng)域的棟梁之材，對(duì)我們這些老師來(lái)說(shuō)，比發(fā)射幾顆衛(wèi)星更重要?！庇跁灾拚f(shuō)。
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